某市化工集聚区污水处理厂工程可行性研究报告.doc

市化工集聚区污水处理厂工程可行性研究报告 前 言 城市污水处理工程是现代化城市的重要基础设施之一，也是城市公用事业的重要组成部分。近年来，随着经济的发展，水环境质量下降是我国新世纪发展过程中亟待解决的重大问题。完善城市排水管网，实现城市污水的集中处理，不仅能节省城市污水工程建设和处理费用，而且能改善人民生活环境，减少城市污染，有利于美化城市，有效利用城市空间，具有明显的社会效益、经济效益和环境效益。徐州市化工集聚区污水处理工程是徐州市政府完善城市市政基础设施的重大举措，它的实施对于促进徐州市社会与经济的可持续发展具有重大的意义。污水处理工程内容包括污水处理厂和尾水排放管线二部分。可持续发展理念自始至终贯穿于工程设计的全过程。具体体现在：污水处理厂出水水质执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）的一级A标准要求；从源头上降低投资与运行成本，力求实现投资效益最大化；厂区平面布局、池型设计紧凑合理，节省用地，并留有中水回用及污泥深度处置用地；设备选型以实用、质优、先进、高效低耗为原则，确保正常运行，尽量降低环境风险；采用全自动化监控运行管理模式，体现以人为本的设计思想。根据进水水质特点和出水水质目标，设计采用A2/O处理工艺，为了减少污泥外运量和二次污染的危害，方便最终处置，污泥现阶段处置采用机械浓缩脱水后运往城市垃圾填埋厂进行卫生填埋。徐州市化工集聚区污水处理厂总处理规模为4.0万m3/d。工程（厂区部分）总投资为6963.54万元。在本可研报告编制过程中，得到了徐州市经济开发区管委会、开发区规划局、发展局、建设局等单位的大力支持和紧密配合，在此深表感谢。134 目 录前 言1目 录1第一章 总论1第一节 编制依据、编制原则、编制范围及法律背景1第二节 采用的主要标准及规范4第三节 城市概况与自然条件6第四节 工程建设的必要性12第二章 污水量预测及工程规模14第一节 服务范围与对象14第二节 现状污水量分析14第三节 污水量预测15第四节 工程规模16第五节 污水处理厂选址17第三章 污水进出水水质及处理工艺19第一节 设计进出水水质的确定19第二节 污水处理工艺及流程21第三节 污泥处理工艺49第四节 除恶臭方案54第五节 污水回用方案63第六节 推荐污水处理工艺流程64第四章 污水处理厂推荐方案工程设计64第一节 总图设计64第二节 工艺设计64第三节 建筑设计64第四节 结构设计64第五节 电气设计64第六节 仪表及自控设计64第六章 环境保护64第一节 施工建设期环境影响及对策64第二节 工程投产后对环境的影响及对策64第七章 安全生产、防火64第一节 劳动安全生产64第二节 防火64第八章 节能64第一节 能耗构成64第二节 节能措施64第九章 工程实施、劳动定员及建设进度64第一节 工程实施原则及步骤64第二节 工程建设的管理机构64第三节 劳动定员64第四节 建设进度设想64第十章 投资估算及融资方案64第一节 投资估算64第二节 流动资金估算64第三节 融资方案64第十一章 经济评价64第一节 财务评价基础数据及依据64第二节 财务评价64第三节 不确性定性分析64第五节 结论64第四节 结构设计64第五节 电气设计64第六节 仪表及自控设计64第一节 施工建设期环境影响及对策64第二节 工程投产后对环境的影响及对策64第十二章 工程招标计划64第一节 招标基本情况64第二节 招标初步方案64第十三章 工程效益64第一节 环境效益64第二节 社会效益64第三节 经济效益64第十四章 结论及建议64第一节 结论64第二节 建议64第一章 总论第一节 编制依据、编制原则、编制范围及法律背景一、编制依据1、徐州市城市总体规划（20032020）2、徐州市经济技术开发区启动区控制性详细规划（2005-2020）3、徐州市经济开发区化工集聚区化工产业发展规划4、徐州市经济开发区化工产业集聚区环境影响报告书5、甲方提供的其它资料二、编制范围受徐州市经济开发区管委会委托，本报告的编制范围为：1、污水处理厂某化工集聚区污水处理厂总处理规模为4.0万m3/d。2、尾水排放污水处理厂尾水通过尾水专用排放管道沿河进入南水北调东线徐州段区域尾水向东导流工程（某段）。三、编制原则1、根据国民经济和社会发展规划，遵照国家经济建设的方针政策，对建设项目的技术经济指标进行全面分析，为工程建设的决策提供可靠的论证和评价。2、执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准。同时注重与当地的工程条件、习惯做法相结合。3、在徐州市城市总体规划和化工集聚区产业发展规划的指导下，化工集聚区的生活污水及工业废水采取统一规划，一次设计，分期实施的原则，逐步将污水处理厂扩建至设计规模。4、污水处理厂是城市重要的基础设施，与城市环境和居民生活密切相关，设计方案要结合当地的水质、水量特点，选择稳定可靠、先进实用，耐冲击负荷，高效、节能、紧凑，投资省、管理方便、运行灵活的处理工艺，为污水处理厂的建设和运行创造良好的条件。5、对排入本工程范围的工业废水必须达到污水排入城市下水道水质标准（CJ3082-1999），方可排入城市下水道。对以有机废水为主的工业废水，标准可适当放宽。严禁对污水生物处理产生毒害作用的工业废水排入。6、由于污水处理厂分期建设，平面布局应充分注意近、远期结合，既要满足总体要求和项目完整性，又要保持近期的合理性，以及减少远期建设与已投产运行设施之间相互干扰的影响。7、地面高程确定尽量做到土方平衡，减少土方量，构筑物布置应考虑场地地形地貌状况，降低地基处理费用。8、设备选型关系到污水处理厂的正常运行与常年运转费用，应根据实用优质、先进的原则合理选择，尽可能采用技术先进，性能优良，质量可靠，高效低耗的产品。9、污水处理厂采用全自动监测控制和运行管理模式，体现现代化水平。10、污水处理厂建筑设计要求简洁实用，美观大方。11、依据国家、江苏省及徐州市现行规定，进行投资估算和经济分析。四、法律背景 随着人类文明的进步和社会经济的发展，人类逐步认识到保护环境和控制污染对社会可持续发展的重要意义。在我国环境保护已作为一项基本国策，受到全社会和各级人民政府的重视，为此国务院和有关部门颁发了一系列法律与法规，以保证这项基本国策的贯彻和执行。国家所颁布的有关防治水污染方面的法律法规如下： 中华人民共和国水法（2002.8.29） 中华人民共和国水污染防治法（1984年5月，96年5月修订）中华人民共和国水污染防治实施细则（2000年3 月） 饮用水水源保护区污染防治管理规定（1989年7月） 城市排水许可管理办法（1994年5月） 城市污水处理及污染防治技术政策（2000年5月） 中华人民共和国环境保护法（1989年12月） 中华人民共和国环境污染防治法（2000年3月） 建设项目环境保护管理条例（1998年3月） 污水处理设施环境保护监督管理法（1988年5月） 国家环境保护“十五”计划（2001年） 1989年12月26日颁布的中华人民共和国环境保护法，是各项有关环境保护法规的基础和依据，其要点如下： 1、环境监督和管理 规定了各级政府在制定环境标准和环境监督大纲方面的职责，由国务院制定国家环境标准，各省政府可根据地方条件补充项目和指标。 2、环境保护与污染防治 各级政府必须制定工业排污程序和制度，并提供各种环境保护措施。3、法律责任 授权各级环保部门采取适当的法律程序警告和惩罚污染者，为具体执行上述法规，国家还颁布了以下标准： 地表水环境质量标准（GB3838-2002） 城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002） 污水排入城市下水道水质标准（CJ3082-1999） 农田灌溉水质标准（GB5084-1992） 渔业水质标准（GB11607-1989） 生活饮用水水质卫生规范（2001.9.1） 环境空气质量标准（GB3095-1996） 恶臭污染物排放标准（GB14554-93）（1997年版） 城市生活垃圾卫生填埋技术规范（CJJ17-2001） 工业企业厂界噪声标准（GB12348-90） 农用污泥中污染物控制标准（GB4284-84）第二节 采用的主要标准及规范地表水环境质量标准 GB3838-2002城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918-2002城市污水处理工程项目建设标准标准 建标（2001）77号污水再生利用工程设计规范 GB/T50335-2002再生水回用于景观水体的水质标准 GB/T18920-2002污水综合排放标准 GB8978-1996污水排入城市下水道水质标准 CJ3082-1999恶臭污染物排放标准 GB14554-1993（1997年版）室外排水设计规范 GB50014-2006城市给水工程规划规范 GB50282-1998城市排水工程规划规范 GB50318-2000泵站设计规范 GB/T50265-1997建筑结构可靠度设计统一标准 GB50068-2001给水排水工程构筑物结构设计规范 GB50069-2002建筑结构荷载规范 GB50009-2001混凝土结构设计规范GB50010-2002建筑抗震设计规范 GB50011-2001建筑设计防火规范 GBJ16-1987（2001版）城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准 CJJ31-89建筑地基基础设计规范 GB50007-2002建筑地基处理技术规范 GBJ79-2002民用建筑电气设计通则 GBJ37-198710KV及以下变电所设计规范GB50053-1994供配电系统设计规范 GB50052-199535KV级以下客户端变电所建设标准 DGJ32/J14-2005低压配电设计规范 GB50054-1995通用用电设备配电设计规范 GB50055-1993电力工程电缆设计规范 GB50217-1994自动化仪表选型规定 HG/T205077-2000控制室设计规定 HG/T20508-2000分散型控制系统工程设计规定 HG/T20573-1995仪表配管配线设计规定 HG/T20512-2000仪表系统接地设计规定 HG/T20513-2000大气污染物综合排放标准 GB16297-1996工业企业厂界噪声标准 GB12348-1990给水排水设计手册第10册 （技术经济 ） 第二版第三节 城市概况与自然条件一、城市概况全市财政收入达到22.5亿元，成为苏北为数不多的亿元镇。徐州市产业结构以煤化工、精细化工和板材加工为主。为此，徐州市经济开发区化工集聚区的产业定位就是要充分利用周边的煤炭资源和区位、交通优势，大力发展煤化工，以一体化和深度延伸扩张的模式构筑起配套完整、资源利用率和附加值都高的煤化工产业。以煤造气为基础，形成为板材加工配套、醋酸深加工、有机硅及其下游加工和硝酸、二甲醚等四大甲醇深加工产品系列；以焦炭为基础，形成焦油苯深加工和煤焦油深加工产品系列；依托当地发达的木材加工、家具业以及建筑业，发展配套精细化工产品。通过甲醇深加工（又包含板材加工配套产品、醋酸深加工、有机硅系列产品和其它甲醇深加工产品四个系列）、焦油苯深加工、煤焦油加工和精细化工这四大化工体系的建设，某化工产业的实力将得到极大地增强，某将会就此成为江苏省沿东陇海线化工产业带中不可或缺的重要的组成部分和华东地区又一个新兴的煤化工基地。 化工集聚区产业定位为接收市区及各乡镇化工企业搬迁升级，并适度发展煤化工企业，延长产业链。近期（2006-2010年）：利用徐州市化工行业现有基础，以市区及各乡镇化工企业搬迁和升级为主，以提高产业整体竞争力为目标。中远期（2011-2015年）：依托集聚区现有企业，适度发展具有比较优势的煤化工，深度延伸产业链，形成醋酸系列和甲醇系列，发展煤化工循环经济。 二、自然条件第四节 工程建设的必要性首先，徐州市化工集聚区近年来发展迅速，化工集聚区内已落户多个化工项目，总投资达50亿元。化工集聚区的生活污水和企业的工业废水通过排水管就近排入附近的水体，不仅污染环境，影响人民健康，威胁工农业生产，如果市政污水处理设施的建设跟不上徐州市化工集聚区经济发展步伐，势必将影响整个北区的开发建设进度。其次，基础设施的完善是化工集聚区发展的基本前提，市政污水处理设施的完善，既有利于招商引资，又能让城市开发与环境保护协调发展，同时改善城市水环境、治理水污染，也是坚持可持续性发展的一部分内容，因为随着城市建设的发展，污水量的产生日益增多，如果水质继续恶化，不仅会影响到徐州市化工集聚区乃至整个徐州市的形象，而且对下游水体的水质和沿河地区的城市环境带来不良后果。再次，治理环境污染，维护生态平衡是我国社会主义现代化建设的一个基本国策，是实现社会可持续健康发展的重要前提之一，“十一五”期间也是我国环境治理设施建设的一个重要时期。综上所述，以徐州市化工集聚区建设为契机，全面规划，实施徐州市化工集聚区的环境整治工程势在必行，而徐州市化工集聚区污水处理厂工程的建设是其中一项重要的内容，完全符合徐州市化工集聚区和徐州市的整体利益。为了提高人民生活质量，保障人民身体健康，彻底解决水污染问题，改善投资环境，维护城市形象，实施徐州市化工集聚区污水处理工程建设具有重要的意义。本项目建设具有较好的社会效益、环境效益和经济效益，因此，项目建设是十分必要的。第二章 污水量预测及工程规模第一节 服务范围与对象本工程的服务范围为徐州市经济开发区化工产业集聚区，位于徐州市西北部，为徐州市经济开发区管辖的集聚区第二节 现状污水量分析1、生活污水量根据对服务区域人口现状调查，一期工程服务区域内现有人口约21010人。根据徐州市城市总体规划（2003-2020），近期人均综合生活污水为200升/人日，考虑日变化系数1.35，则近期生活污水量为3113m3/d。2、工业污水量服务区内工业企业达数十家，根据区域污染源调查，服务区内工业废水排放情况见表2-1。该区域工业废水排放总量约为1885m3/ d，其中一期工程服务范围内工业废水平均排放量为1852m3/d。3、其它污水量其它污水量是指大型公共建筑污水量、不可预见污水量等，按生活污水量、工业污水量之和的15%计，则其它污水量为464m3/d。4、污水总量上述三类污水量相加，现状污水实际总量为5429m3/d。第三节 污水量预测污水量预测以徐州市经济开发区总体规划（20032020年）、室外给水工程规划规范及室外排水工程规划规范为参考，采取两种方法预测，即分项指标预测法和综合指标预测法。一、分项指标预测法人均综合生活用水量指标：近期2010年200L/人d，远期2020 年220L/人d。日变化系数 2010 年取 1.20，2020年取 1.20。考虑到当前我国正大力提倡工业节水，结合苏北地区用水量的调查结果，确定单位工业用地用水量指标：2010年60m3/had，2020 年50m3/had。日变化系数 2010年取 1.20，2020 年取 1.20。市政及其它污水量取综合生活、生产污水量之和的15。生活污水集中处理率 2010 年为 80%，2020年为85%；工业污水处理率 2010 年为80%，2020 年为100%；城市综合污水排放系数取0.8，工业污水排放系数取0.7。表2-2 分类人均综合用水量指标法预测表项目生活规划人口(万人)10人均综合生活用水量(L/人d)220日变化系数1.2平均日用水总量(万m3/d)1.83污水排放系数0.8污水总量(万m3/d)1.46污水集中处理率(%)85污水厂处理污水量(万m3/d)1.24工业规划用地面积(km2)2.6单位工业用地用水量(m3/had)50日变化系数1.2平均日用水总量(万m3/d)1.83污水排放系数0.7污水总量(万m3/d)1.28污水集中处理率(%)100污水厂处理污水量(万m3/d)1.28生活污水与工业废水量之和(万m3/d)2.52市政及其它市政及其它污水量(万m3/d)0.38污水集中处理率(%)85处理量(万m3/d)0.33总计污水厂处理总污水量(万m3/d)2.852、综合指标预测法 表2-3 城市单位人口综合用水量指标法预测表项目规划人口10城市单位人口综合用水量（L/人日）600日变化系数1.20污水综合排放系数0.85污水总量（万m3/d）4.25污水集中处理率0.85地下水渗入量/污水总量0.1污水厂处理量（万m3/d）3.97第四节 工程规模 根据对上述两种方法的预测结果取平均值，可得污水厂处理规模为3.41万m3/d。由此可确定徐州市化工集聚区污水处理厂处理规模为4.0万m3/d。第五节 污水处理厂选址1、厂址选择原则城市污水处理厂厂址选择应遵循以下原则： 符合城镇总体规划和排水工程专业规划的要求； 在城镇水体的下游； 便于处理后安全排放和出水回用； 便于污泥集中处理和处置； 在城镇夏季主导风向的下风侧； 有良好的工程地质条件； 少拆迁、少占地，根据环境影响评价要求有一定的卫生防护距离； 有扩建的可能； 厂区地形不应受洪涝灾害影响，防洪标准不应低于城镇防洪标准，有良好的排水条件； 有方便的交通、运输和水电条件。2、厂址方案必选第三章 污水进出水水质及处理工艺第一节 设计进出水水质的确定一、进水水质徐州市化工集聚区污水处理厂主要处理开发区的综合污水，而综合污水又以工业污水为主。为了不影响新建污水处理厂的正常运行，要求开发区污水处理厂所接纳的工业污水必须是工业企业经过预处理的工业废水（或未经处理但水质较好的符合排放要求的工业废水），不允许接纳工业企业排放的有毒有害的工业废水。对于尚未进行预处理的工业废水，则要求工业企业处理到污水排入城市下水道水质标准（GJ30821999）中规定的允许值：CODcr500mg/L，BOD5300mg/L，SS400mg/L，NH3-N35mg/L。徐州市目前建有和运行的污水厂有：奎河污水处理厂、荆马河污水处理厂、三八河污水处理厂和贾汪区污水处理厂其进水水质见表（3-1），并参考同类城市污水处理厂的水质见表（3-2），以确定污水厂设计进水水质。表3-1 徐州市4座城市污水处理厂实际运行水质参数表（进水水质） 厂名CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)奎河污水处理厂12636212527520.81.5荆马河污水处理厂24649213036324.65.79三八河污水处理厂178225848143.13贾汪区污水处理厂2009218425.62.95 表3-2 国内8座城市污水处理厂实际运行水质参数表（进水水质）厂名CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)石家庄桥西污水处理厂15035010020080200芜湖市朱家桥污水处理厂350160350常州城北污水处理厂344521142217158235昆明第四污水处理厂518190416昆明市污水处理厂1002006080200天津纪庄子污水处理厂453150227西安邓家村污水处理厂560275265北京经济技术开发区污水厂400600180250150280表中均值为：CODcr390mg/L， BOD5170 mg/L ，SS260 mg/L以上这些统计数字虽然各有特点，但在宏观上实际反映了城市污水水质计算范围，BOD5=170200mg/L ，COD=380420mg/L ， SS=200260 mg/L，考虑到化工集聚区污水以工业废水为主，其水质高于单纯的生活污水指标。初步拟定徐州市化工集聚区污水处理厂设计进水水质如下：表3-3 徐州市化工集聚区污水处理厂设计进水水质污染指标CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)TN(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)色度浓度40018020040354.080二、出水水质城市污水处理厂对主要污染物的处理程度是确定污水处理工艺的基本依据，而处理程度可通过城市污水系统来水中主要污染物总量和受纳水体对主要污染物允许排放总量来确定，这可以充分利用受纳水体本身的环境容量，要求与之相适应的处理工艺，获得最为经济的工程建设方案，最大限度降低污水处理厂的建设投资和运行费用。根据国家环境保护总局2006年第21号公告关于发布城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）修改稿的公告和苏政发200763号省政府关于印发江苏省节能减排工作实施意见的通知，徐州市属淮河流域，本污水处理厂出水水质应执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级标准中的A标准，由此，可确定徐州市化工集聚区污水处理厂设计出水水质如下表：表3-4 徐州市化工集聚区污水处理厂设计出水水质污染指标CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)TN(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)色度浓度501010155（8）0.530注： 括号外数值为水温12时的控制指标，括号内数值为水温12时的控制指标。 三、处理程度表3-5 污水处理程度项目CODcrBOD5SSTNNH3-NTP色度进水(mg/L)40018020040354.080出水(mg/L)501010155（8）0.530去除率(%)87.594.495.062.585.7（77.1）87.562.5注： 括号外数值为水温12时的控制指标，括号内数值为水温12时的控制指标。括号外数值为水温12时的去除率，括号内数值为水温12时的去除率。 第二节 污水处理工艺及流程一、污水处理原理概述1、污水处理原理总述。根据进出水质和处理要求，并结合项目区域规划建设的实际情况和建设发展要求，在某化工集聚区污水处理厂的总体工艺方案确定过程中，将遵循以下原则：1、所选工艺必须技术先进、成熟，对水质变化适应能力强，运行稳定可靠，能保证出水水质达到设计排放标准和相关技术要求。2、所选工艺应减少基建投资和运行费用，节省占地面积和降低能耗。3、所选工艺应易于操作、运行灵活、自动化程度高且便于管理。4、所选工艺应易于实现自动控制，提高操作管理水平。5、污水处理工艺的确定应与污泥处理和处置方式结合起来考虑，污水厂排出的污泥应易于处理和处置。6、所选工艺应最大程度地减少对周围环境的不良影响（气味、噪声、气雾等），满足项目区域规划的要求。 三、处理厂总体工艺流程的组成根据污水厂进水水质及出水水质的要求，只有具有除磷脱氮功能的二级生物处理才能满足设计要求。因此，某化工集聚区污水处理厂的总体工艺流程包括机械处理段、二级生物处理段、污泥处理段。1、机械处理段 在所有污水厂中，污水在进入沉淀处理与生物处理之前都必须进行预处理，以保证后续处理工段的运行。预处理段，即机械处理段包括粗格栅、进水泵房、细格栅、沉砂池等。2、二级生物处理段 具有除磷脱氮功能的生物处理工艺能将总氮去除率由常规生化处理的20%左右提高到70%95%，总磷去除率则通过生物合成由15%20%提高到70%90%，一般情况下可以稳定可靠地满足处理需求。3、污泥处理段由于二级生物处理段采用生物除磷脱氮工艺，若采用重力浓缩，污泥在浓缩池停留时间内过长则会导致磷的释放，因此本方案考虑采用机械浓缩脱水工艺。污泥经浓缩脱水处理后，外运至城市垃圾填埋场进行集中处置。 四、生物处理工艺方案的选择1、生物处理工艺方案论述生物处理段是污水厂的核心部分，生物处理工艺的选择对污水厂的投资以及运行管理起着举足轻重的作用。根据进出水水质要求，所选工艺应具有除磷脱氮功能。目前常用的污水处理除磷脱氮工艺大多是在传统生物处理工艺基础上发展起来的，其种类及形式较多，如传统的A2/O及其改良工艺（如UCT工艺）、SBR类及其变型工艺（CAST工艺等）、各种氧化沟工艺等，但不外乎活性污泥法工艺和生物膜法工艺两种。目前活性污泥法占有绝对优势，仅有少数污水厂采用生物膜法工艺。A、传统A2/O及其改良工艺传统A2/O法即厌氧/缺氧/好氧活性污泥法。污水流经三个不同的功能分区，在不同微生物菌群的作用下，去除污水中的有机物、氮和磷。其流程简图见图3-1。 二沉池好氧池（O）缺氧池（A）厌氧池（A）进水 出水 混合液回流 活性污泥回流 剩余污泥图 3-1 A2/O工艺流程简图该工艺在系统上是最简单的同步除磷脱氮工艺，总水力停留时间小于其它同类工艺，在厌氧（缺氧）、好氧交替运行的条件下可抑制丝状菌繁殖，克服污泥膨胀，SVI值一般小于100，有利于处理后污水与污泥的分离，运行中在厌氧和缺氧段内只需轻缓搅拌，运行费用低。由于厌氧、缺氧和好氧三个区严格分开，有利于不同微生物菌群的繁殖生长，因此除磷脱氮效果非常好。目前，该法在国内外使用较为广泛。但传统A2/O工艺也存在本身固有的缺点。脱氮和除磷外部环境条件的要求是相互矛盾的，脱氮要求有机负荷较低，污泥龄较长，而除磷要求有机负荷较高，污泥龄较短，往往很难权衡。为了克服传统A2/O工艺的缺点，出现了多种改良型A2/O工艺，其中一种就是UCT工艺。UCT工艺的流程简图见图3-2 混合液回流 混合液回流二沉池好氧池（O）缺氧池（A）厌氧池（A）进水 出水 活性污泥回流 剩余污泥图 3-2 UCT工艺流程简图与传统A2/O法相比，UCT工艺不同之处在于污泥先回流至缺氧池，而不是厌氧池，再将缺氧池部分混合液回流至厌氧池，从而减少了回流污泥中过多的硝酸盐对厌氧放磷的影响。但是UCT工艺增加了一次回流，多一次提升，运行费用将增加。此工艺流程较长，构筑物较多，设备维修不便，操作管理较复杂，投资略高，相对成熟可靠，处理效果稳定，一般运用于较大规模且具有较高运行管理水平的城市污水厂。 B、SBR 法及其变型工艺序批式活性污泥法（SBR）又称间歇式活性污泥法，早在 1914 年就由英国学者Ardern和 Locket发明的水处理工艺。80 年代前后，由于自动化、计算机等高新技术的迅速发展以及在污水处理领域的普及与应用，此项技术获得重大进展。使得间歇活性污泥的运行管理也逐渐实现了自动化。由于 SBR 在运行过程中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。对于 SBR 的反应来说，只是时序控制，无空间控制障碍，所以可以灵活控制。因此，SBR 工艺发展速度极快，近几年来，已发展成多种改良型，主要有：ICEAS法、CAST法、Unitank 法和DAT-IAT法。CAST 工艺和 SBR 不同，在循环式活性污泥法中结合有生物选择器、生物反应池二个区域，容积较小的第一区作为生物选择器，第二区为主反应区。第一区和第二区在水力上是相通的。用泵将主反应区的活性污泥回流到选择器中。 UNITANK 的工艺思想、池子布置和运行方式与三沟式氧化沟相类似，但在池体构型、曝气方法、出水方式等方面有所不同，一般由一矩形池子组成，内分三格，三格在水力上是相通的。池子外侧二格交替作为曝气池和沉淀池，中间池始终作为曝气池，在每一格池子中设置曝气装置，可以为表面曝气设备，也可以是鼓风曝气系统。SBR 类活性污泥法工艺操作灵活，可采用多种运行方式，但是单池处理能力较小，在较大规模的城市污水厂中采用，分组数多，控制点多，给操作管理带来了不便。为减少平面占地，该工艺也可在较大水深下运行（取决于撇水设备的能力），但水深加大，浪费的水头较大，运行能耗较高，同时对运行过程的自控技术要求较高。故国内仅有十余座城市污水厂采用该工艺。C、各种氧化沟工艺 氧化沟是上世纪中期发展起来的一种污水处理技术，因其构筑物呈封闭沟渠而得名，属于活性污泥法的一种，在实际运用中发展成多种型式，能够同时实现碳有机物氧化、氮硝化以及生物脱氮是氧化沟的基本特征。常规氧化沟相当于普通活性污泥法中的曝气池，氧化沟可以在高、中、低不同负荷条件下运行。一般氧化沟都在低负荷条件下运行，属于延时曝气范畴，氧化沟一般具有以下特点：a、处理流程简捷，构筑物少，一般不设初沉池、污泥消化系统。b、采用的机械设备种类少，运行管理较方便。c、耐冲击负荷，出水水质稳定，一般不发生污泥膨胀现象。d、产生的污泥量少，并且污泥得到一定程度的稳定，简化了污泥处理流程。e、采用氧化沟工艺的污水处理厂总占地和其它工艺的二级处理厂相比，氧化沟单体体积较大。氧化沟工艺形式较多，主要有 Orbal氧化沟、T型三沟式氧化沟、DE型氧化沟、Carrousel氧化沟、Pasveer氧化沟等。较近年来以 Orbal、DE 氧化沟和三沟式为主导的氧化沟工艺在污水处理工程中得到广泛的应用。D、曝气生物滤池 曝气生物滤池属于生物膜法的范畴。现代曝气生物滤池是在生物接触氧化工艺的基础上引入饮用水处理中过滤的构思而产生的一种好氧废水处理工艺。其突出的特点是将生物氧化和过滤结合在一起，滤池后部不设沉淀池，通过反冲洗再生实现滤池的周期运行。其核心技术是采用多孔性的滤料作为生物载体，单位体积的生物量数倍于活性污泥法，因此具有处理负荷高，池体体积小，占地省的特点。此外，曝气过程中气泡行程长，气液接触时间长，经滤料多次剪切，氧的利用率高，能耗低。生物滤池运行的基本原理如下：经预处理后的污水与经过硝化后的滤池出水混合后通过滤池进水管进入滤池底部，并向上流经填料层的缺氧区，一方面反硝化细菌利用进水中的有机物将进水中的NO3-N转化为N2，实现反硝化脱氮；另一方面，SS通过一系列复杂的物化过程被填料及其上面的生物膜吸附截流在滤床内。经过缺氧区处理的污水进入好氧区，进一步降解有机物和发生硝化作用，同时继续去除SS，以SS形态被截留在滤床内的有机物和被生物膜吸附的有机物实际被降解的时间接近一个运行周期（通常一个运行周期为1d左右）。随着过滤的进行，填料层生物膜增厚，截留的SS不断积累，过滤水头损失增大，达到一定值后进行反冲洗。反冲洗采用气水反冲。如果对出水磷要求较高，可在滤池进水中投加药剂，经滤床截流达到除磷的目的。国内已有污水厂采用生物滤池技术。为延长滤池的过滤周期，强化一级处理以尽量减少进入滤池的SS 是必要的。强化一级处理大致有两类方法，一是投加药剂絮凝沉淀，另一类是利用生物的絮凝吸附作用。2、生物处理工艺方案的比较根据前面的论述，考虑到徐州市化工集聚区的实际运行情况以及建设部门的意见，本报告拟选择A2/O工艺（方案一）和卡鲁塞尔氧化沟工艺（方案二）两种工艺进行比较，进而确定推荐方案。徐州市化工集聚区污水是以工业废水为主，其污水来源有：化学工业废水及生活小区生活污水等。生活污水所占比例不到5%。考虑到本工程进水主要以工业废水为主，多含有难降解、对生物毒性的污染物质，可生化性较差，因此，在生化处理单元前首先设置一座水解酸化池对废水进行水解酸化，提高废水的可生化性，然后再进入生化处理单元进行处理。故为保证A2/O和氧化沟处理工艺进水水质稳定，避免因工业废水超标排放引起的水质不稳定，造成BOD5/CODcr、C/N比较低而影响后续处理效果，本工程在传统的A2/O和氧化沟处理工艺中增加水解酸化池，提高废水的可生化性。 方案一：A2/O工艺细格栅与旋流沉砂池粗格栅与进水泵房 超 越 管水解酸化池紫外线消毒 混合液回流 厌氧缺氧好氧二沉池过滤池进水 出 水 A2/O反应池 污泥泵房 回流污泥 回 匀质池 用 水 污泥处理出水浓缩脱水机房泥饼外运填埋图 3-3 A2/O工艺流程简图 方案二：卡鲁塞尔氧化沟工艺细格栅与旋流沉砂池粗格栅与进水泵房 超 越 管厌氧选择器卡鲁塞尔氧化沟水解酸化池紫外线消毒 二沉池过滤池进水 出 水 污泥泵房 回流污泥 回 匀质池 用 水 浓缩脱水机房污泥处理出水泥饼外运填埋图 3-4 卡鲁塞尔氧化沟工艺流程简图表 3-6 备选方案主要工艺设计参数汇总表 构筑物名称方案一水解酸化+A2/O工艺方案二水解酸化卡鲁塞尔氧化沟工艺粗格栅间设计规模4.0万m3/d，格栅栅隙b=2mm，B=1000mm，v=0.8m/s，共设 2 台。同方案一进水泵房设计规模4.0万m3/d，选用4台（3用1备），单泵性能：Q=780m3/h， H=15m , N=55kw。同方案一细格栅间设计规模4.0万m3/d，格栅栅隙b=5mm，B=1000mm，共设 2 台。同方案一旋流沉砂池设计规模 4.0万m3/d，设 1 座分 2 组，每组3.0m，最小水力停留时间30s同方案一水解酸化池设计规模 4.0万m3/d，设2座，水力停留时间8.0hr同方案一二级生物处理段设计规模 4.0万m3/d，分两组2.0万m3/d， 泥龄22d，污泥负荷0.08kgBOD5/kgMLSSd污泥浓度 3.5g/L 水力停留时间15.6h 内回流比 200300污泥回流比 50100 综合污泥产率0.8kgDS/kgBOD5鼓风曝气，盘式曝气器设计规模 4.0 万m3/d，分两组2.0万m3/d，泥龄23d，污泥负荷0.113kgBOD5/kgMLSSd，污泥回流比75150，水力停留时间 16.4h，污泥浓度3.5g/L，综合污泥产率0.85kgDS/kgBOD5，表面曝气机二沉池设计规模 4.0万m3/d，2座，表面负荷 0.74m3/m2h，38m。同方案一鼓风机房设计规模4.0万m3/d，选用6台罗茨鼓风机 ，单机性能：1 台，Q=62.5m3/min，P=63.7kPa，N=90kw不需设鼓风机房选用6套倒伞型叶轮曝气机，单机性能：D=3000mm，N45kw。过滤池设计规模 4.0万m3/d，共1 座，滤速3.6m/h，尺寸6314.253.5m。同方案一紫外线消毒设计规模4.0万m3/d，尺寸 16.545.72.4m。同方案一污泥回流泵房设计规模4.0万m3/d，污泥回流比 50100设计规模4.0万m3/d，污泥回流比 75150储泥池设计规模4.0万m3/d，停留时间4h同方案一污泥浓缩 脱水机房设计规模4.0万m3/d，安装带式浓缩脱水一体机 2 台。同方案一表 3-7 备选方案的综合比较表 比较项目方案一水解酸化+A2/O方案二水解酸化+卡鲁塞尔氧化沟厂区投资（万元）6944.492506.37占地（亩）总占地：39.0总占地：40.0自控要求较高一般操作管理较复杂方便施工难易程度较复杂一般主要优点1、耐冲击负荷强2、投资费用及运行费用较低3、设备利用率较高4、运行方式针对进水水质灵活多变，出水水质稳定,脱氮除磷效果好1、耐冲击负荷，对污水厂建设初期水质变化有较大的适应性 2、构筑物少，维修运行管理简单3、施工难度小主要缺点1、构筑物较卡鲁塞尔氧化沟多，维修、运行管理较复杂。1、设备利用率较低 ，占地面积较大 。通过以上的比较，可以看出水解酸化+A2/O工艺和水解酸化+卡鲁塞尔氧化沟工艺均能满足进出水水质的要求，相比较而言水解酸化+A2/O工艺，运行方式灵活多变，可以适应不同的进水水质，运行经验成熟。故本工程可研阶段推荐水解酸化+A2/O工艺作为污水处理工艺。五、过滤工艺方案为使尾水达标排放，本工程设置滤池。二沉池出水进入滤池。滤池的作用是通过悬浮颗粒与滤料颗粒之间的粘附及截留作用，降低出水中的SS，达到进一步去除SS、CODcr、BOD5的目的。1、传统滤池传统滤池形式较多，有普通快滤池、虹吸滤池、无阀滤池及V型滤池等，普通快滤池结构简单，运行稳妥可靠，适用于大、中、小型水厂，但阀门较多，滤池冲洗必须设有专用水塔或全套冲洗设备。虹吸滤池进水和反冲洗排水用虹吸管代替，少两个阀门，但需一套真空系统，虹吸滤池利用滤池本身的出水进行冲洗，不需全套冲洗设备和专用水塔，以实现自动化控制，但池深大，池体结构复杂，反冲洗强度有时受来水流量影响，致使滤料冲洗不彻底。无阀滤池虽不设阀门，自动冲洗，管理方便，但池体封闭，清砂不便、维护困难，但池面积较小，反冲洗要浪费部分水量。V型滤池是恒水位等速过滤的滤池，石英砂滤料粒径比较均匀，可充分利用滤池深层截污能力，延长过滤周期，提高过滤效果；由于采用长柄滤头，使滤池反冲洗的水和气能均匀分配；反冲洗采用气洗、水洗和表面扫洗，可以获得理想的冲洗效果，由于滤床是在微膨胀的状态下进行反冲洗，反冲洗消耗水量少于普通快滤池。V型滤池是目前应用较多的一种滤池，但结构复杂，精度标准要求高，施工质量要求严，投资较高。上述几种滤池均对进水浊度有一定的要求，在进入滤池之前的浑浊度一般不超过10度，浊度过高会使过滤周期缩短、频繁冲洗，因此在过滤之前需要设置絮凝沉淀池。上述几种滤池的水头损失一般为23m，由于水头损失较大，在过滤之前需设置中间提升泵房，以满足水力高程的要求。2、接触过滤池接触过滤池是一种全自动滤池。系统采用升流式过滤原理和通过优化滤料粒径的级配，使其表面生长微生物膜，污水通过过滤层，以去除水中悬浮物和其他有机物。由于滤池压降小，使得供水与反冲洗水为同一系统，不需用泵升压，在过滤过程中水头损失很小，在600mm水柱以下，因而可以利用二沉池的出水作反冲洗水而不需再次提升，简化了流程，无需再建泵房，节约了投资。其优点如下：低能耗，该滤池动力消耗极低，仅为0.02kwh/m3水；通过优化滤料级配，使过滤水头损失由2.03.0m降至0.6m这样二沉池可利用自身的剩余水头而无需二次提升，出水即可自流进入滤池而得到深度净化，从而节约能耗；全部工艺过程完全实现自动化，无需人工值守。 投资低，滤池设备投资与传统滤池相比较，可节约投资约70%。整个过滤及反冲洗过程由PLC全自动控制，无需人工介入。接触过滤池特点：（1）低能耗低，该滤池动力消耗极低，仅为0.02kwh/m3水；通过优化滤料级配，使过滤水头损失由2.03.0m降至0.4m这样二沉池可利用自身的剩余水头而无需二次提升，出水即可自流进入滤池而得到深度净化，从而节约能耗；全部工艺过程完全实现自动化，无需人工值守。（2）投资低，滤池设备投资与传统滤池相比较，可节约投资约70%。（3）整个过滤及反冲洗过程由PLC全自动控制，无需人工介入。滤池的脱氮机理滤池承托层的粒径通过优化设计，颗粒之间的空间大，存有缺氧和厌氧生物膜，同时该技术在滤池工程中首次提出了不完全反冲洗的概念，改变了传统工艺中采用高动力消耗的完全反冲洗工作方式，保留了滤料间的生物膜。由于生物膜的存在，不仅水容易通过，又有过滤作用。特别是污水是在基本无氧的情况下通过长有生物膜的滤层，这就为反硝化提供了一定的条件，低能耗滤池对TN去除率可达811%。当然如在滤池的入口投加适量的甲醇，以增加碳源，去除率还会大幅提高，但这往往会受运营费用的制约，且会带来污泥产量增加从而导致污泥处理的成本增加的问题。耗滤池对CODcr等其它有机物的去除机理滤池对CODcr等有机物的去除机理主要包括：（1）微生物对小分子有机物的降解作用。微生物生长代谢中可将部分低分子有机物分解成二氧化碳和水，同时也可将降解中生成的部分中间产物合成为微生物；（2）微生物胞外酶对大分子有机物的分解作用；（3）生物吸附絮凝作用。由于生物膜的比表面积较大，能吸附部分有机物，使部分大分子有机物在滤池中被滤料表面的生物膜吸附，在反冲洗时被冲出滤池。3、活性砂滤池活性砂滤池是一种集絮凝、澄清、过滤为一体的连续过滤池，广泛应用于饮用水、工业用水、污水深度处理及中水回用处理领域。系统采用升流式流动床过滤原理和单一均质石英砂滤料，过滤与洗砂同时进行，能够24小时连续自动运行，无需停机反冲洗，巧妙的提砂和洗砂结构代替了传统大功率反冲洗系统，能耗极低。系统无需维护，管理简便，可无人值